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南方多雨地区分流制污水管网提升改造研究：基于“One Water”理念的系统性解决方案

1 引言

截至2025年底，我国城市排水管网总长度已超过90万公里，其中分流制管网占比超过92%。然而，在南方多雨地区，年均降水量普遍超过1500毫米，加之台风频发，地下管网系统长期承受高强度负荷。大量检测数据显示，分流制管网实际运行中普遍存在“雨水入污”“河水倒灌”“管网缺陷严重”等问题，导致污水处理厂进水浓度偏低、雨天溢流污染频发、城市内涝加剧。

传统治理模式往往将污水治理、内涝防治、水资源管理割裂对待，各部门“头痛医头、各自为战”，未能从系统层面解决根本矛盾。2023年，国家发展改革委、住建部、生态环境部联合印发《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》，明确提出要“统筹污水治理与内涝治理，推进管网错接混接改造”。在此背景下，探索符合南方多雨地区特点的分流制污水管网系统化改造路径，具有重要的现实意义。

2 问题诊断：南方多雨地区管网系统核心症结

2.1 管网结构性缺陷与外水入侵严重

以长三角地区某典型城市（简称A市）为例，研究团队对91.41公里市政污水管网进行系统检测，结果如下：

仅6.5%管道无任何缺陷；

44.6%管道存在Ⅲ级、Ⅳ级严重缺陷（脱节、破裂、树根侵入等）；

842个雨水排口中37%存在污水混接，共发现710处错混接点；

外水入侵导致旱天污水厂进水COD最低仅27.7mg/L，雨天更被进一步稀释。

2.2 雨污协同不足导致内涝与污染叠加

A市30年一遇降雨条件下，1.8平方公里区域存在内涝风险。积水倒灌入污水管网，导致污水处理厂最大瞬时进水量达平均值的2.6倍，污水漫溢进一步恶化受纳水体水质——区域内河道水质全为劣V类，氨氮最高达6.5mg/L。雨污协同机制的缺失，使“治涝”与“治污”陷入相互掣肘的困境。

2.3 运维机制不健全制约治理效能

现行体制下，管网建设与运维脱节，企业排污收费与水质水量脱钩，导致三个突出问题：

管网“带病移交”，后期修复成本高昂；

污水收费按自来水用量核算，缺乏浓度激励，企业无控污动力；

数字化监管覆盖面有限，难以及时发现和定位管网缺陷。

3 治理理念革新：“One Water”一体化框架

“One Water”（一体化水资源管理）理念强调将城市雨水、污水、地下水、河湖水统筹为统一的水资源系统进行综合管理。将其应用于分流制管网改造，需遵循以下核心原则：

系统性：打破部门壁垒，统筹规划污水收集、雨水排放、内涝防治与水体环境容量；

全过程：从源头减排、过程控制到末端治理形成闭环；

资源化：将污水、雨水视为可循环利用的资源，而非单纯处置对象。

基于该理念，南方多雨地区分流制管网改造的总体思路可概括为“源头减量、过程控制、末端保障”：

源头减量：通过断接雨水立管、构建地表径流通道、企业清洁生产等措施减少进入污水系统的清洁水量；

过程控制：采取开挖与非开挖相结合的方式修复缺陷管网，实施雨污错混接改造，优化泵站布局；

末端保障：建设溢流污染快速净化设施，提升污水处理厂应对峰值流量的韧性。

4 系统性改造路径

4.1 管网分类分级修复策略

基于管道检测评估结果，将管网划分为三个等级实施差异化修复：

Ⅰ级（轻微缺陷）：采用局部内衬修复、点状原位固化等非开挖技术；

Ⅱ级（中度缺陷）：实施整段紫外光固化内衬、短管置换等结构性修复；

Ⅲ级（严重缺陷）：翻建抬升管道，将最大埋深由9米降至6.5米，便于后期运维。

A市试点项目中，对93.1公里管网实施针对性改造，其中28%管道因严重缺陷需翻建抬升。改造后，旱天污水厂进水COD稳定提升至150mg/L以上，雨天溢流频次降低60%。

4.2 雨污协同的系统化设计

将污水管网改造与城市内涝治理同步规划，关键措施包括：

泵站优化布局：变“深埋管、少泵站”为“浅埋管、多泵站”，通过水力模型新增6座污水泵站，降低工程投资和倒灌风险；

行泄通道构建：利用城市道路、绿地等建设超标降雨行泄通道，避免雨水漫溢进入污水系统；

调蓄设施配建：结合城市更新，在源头建设雨水花园、透水铺装等LID设施，在末端增设调蓄池。

宁波鄞州区借鉴上述思路对老旧小区实施雨污分流改造，雨天小区污水溢流量减少40%，内涝积水深度降低30%。

4.3 数字化赋能长效运维

构建“感知-诊断-预警-处置”闭环的智慧排水系统：

感知层：部署流量、水位、水质传感器，如南通市为1792个雨水排口建立“数字身份证”，实现一键溯源；

诊断层：采用CCTV检测机器人、AI识别算法自动识别16类管道缺陷，昆山项目借此将疏通效率提升4-6倍；

预警层：基于水文模型和内涝风险图，提前发布管网满溢预警；

处置层：建立“30分钟响应”应急机制，昆山实施后居民投诉减少50%，养护费用节约1/3。

4.4 体制机制创新

多因子收费制度：对企业排污按COD、氨氮浓度阶梯计价，茂名市实施后重点排污企业废水排放浓度下降22%；

按效付费机制：昆山将管网运营费与进水COD、BOD等绩效指标挂钩，推动运营企业主动开展管网排查整治；

多部门协同建设：江华县在防洪排涝工程中统筹电信、电力、自来水等管网同步下地，避免重复开挖，工期缩短30%；

常态化健康诊断：采用“二八原则”，以低成本手段锁定710处混接点等关键病灶，集中资金解决主要问题。

5 典型案例分析

5.1 江苏昆山：片区化治理与按效付费

昆山市采用“3+2+N”治理模式：

3大机制：片区化综合治理、精细化主动防御、根治型按效考核；

2大优势：全场景管家式解决方案、全产业链技术平台；

N次民生守护：党员责任区+30分钟应急响应。

实施后，污水厂进水COD从148mg/L提升至300mg/L，BOD从62mg/L提升至120mg/L，年节约养护费用近三分之一。

5.2 广东茂名：泵站效率倍增与智能升级

茂名市投资建设排水防涝工程，新建9公里雨水箱涵、7公里排水管道，新建4座智能泵站、改造2座泵闸。泵站配备水位感应自动启闭系统，其中新湖公园3号湖泵站排水流量由18.9m³/s提升至60m³/s，效率增长超3倍。工程未完全竣工但已显现成效，官渡一路等路段雨天排水速度明显加快。

5.3 湖南江华：多部门协同与快速回填

江华县城区防洪排涝工程采取“埋管即回填、回填即修路”的高效衔接模式，电信、移动、广电、电力同步下地，自来水公司同步改造老旧管网。总投资4830万元，工程完工后城区排洪能力显著提升，且最大限度减少了对交通和居民生活的影响。

6 挑战与对策建议

当前南方多雨地区管网改造仍面临以下挑战：

资金缺口大：大规模管网更新需大量资金，仅靠财政难以支撑；

部门协同难：涉及住建、水利、电力等多个部门，缺乏法定协调机制；

施工扰动大：地下管网改造影响居民生活和交通，社会成本高。

对策建议：

创新投融资模式：推广PPP、专项债、基础设施REITs等，吸引社会资本参与；

健全协调机制：借鉴广东《地下管网更新改造技术导则》，推动“统一规划、统一建设、统一管理”落地；

优化施工组织：推行江华“埋管即回填”模式，加强公众沟通，将施工影响降至最低。

7 结语

南方多雨地区分流制污水管网改造是一项复杂的系统工程，不能仅局限于管道修补，而应以“One Water”理念为统领，统筹污水治理、内涝防治与水资源利用。通过源头减量、过程控制、末端保障的全链条治理，结合体制机制创新与数字化赋能，方能实现“污水不入河、外水不进管、雨水不进厂”的目标，为城市水环境根本改善和韧性城市建设奠定坚实基础。

未来研究应进一步探索管网系统与污水处理厂、受纳水体的耦合模拟，建立更精准的效能评估方法，并关注气候变化背景下极端降雨事件的适应性策略。

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